升压站继电保护系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

升压站继电保护系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

A1 A2B1 B2C1 C2D1 D2i 2 . Y2 . di 17 图 33 采用 BCH— 2 型 KD 构成的双绕组变压器纵差动保护展开图 为了计算变压器额定电流，需要选择电流互感器，进行电流互感器二次侧电流的计算。 如表 31 所示。 18 表 31 差动保护保护计算分析表 数值名称 110KV 侧的计算数值 10KV 侧的计算数值 变压器额定电流 AUSI NTNTNT .  AUSI NTNTNT .  变压器接线方式 0Y  电流互感器接线方式  Y 互感器一次侧电流计算值 AIYTA  AITA  电流互感器变比选择 605/300 YTAK 1205/600 TAK 接线系数 5YKXK 3KXK 流入继电器的电流值 AIKKI YTAYTAYKXYK .  AIKKI TATAKXK .   ， 110 kV 侧母线三相短路时，归算至平均电压 10kV 侧的短路电流 MkASj 15 kAkAI kVj 151 10  由于 *110110m a x XII kVjkVK  ； * SX %*  KT UX 得 10kV 侧的总电抗为： 1 1 0 0 **  TS XXX 因此 kAkAXII kVjkVK *1010m a x  19 变压器差动电流速断保护通过提高保护的动作电流，并借助保护固有动作时间以躲过励磁涌流的影响。 （ 1）动作电流 有两个原则： ，用公式表示为 TNrelact IKI . 式中： TNI. —— 变压器额定电流； relK —— 可靠系数。 在保护的设计中，会设计保护的动作时间，励磁涌流会随时间衰减，故根据运行经验， relK =~，具体数值取决于变压器的容量大小。 Ⅱ .躲过变压器外部故障 时的最大不平衡电流 ,用公式表示为 AIKI unbr e la c t 6 * a x.  在差动电流互感器满足 10%误差曲线的情况下，按原则Ⅱ所得的动作电流小于按原则 I 所得的动作电流，此时差动电流速断保护的动作电流一般设计为 TNI .~ . （ 2） senK 校验 差动电流速断保护的灵敏度校验式为 actKsen IIK min. ≥ 2 式中 —— 变压器电源侧两相金属性短路时的最小短路电流或电源侧为直接接地时金属性接地故障的最小短路电流。 actKsen IIK min. = =≥ 2，满足要求，选择可行。 过电流保护 保护的原理接线图如 图 所示，电流速断保护的装设位置应根据变压器的容量大小以及电源配置，对于容量小的变压器，并且电源是单侧电源，装设位置应在变压器电源侧。 变压器相间短路的后备保护既可以作为变压器主保护的后备保护又可以作为相邻母线的后备保护。 动作电流 OPI 的整定原则是要躲过变压器可能 20 出现的最大负荷电流。 m IKKI  式中： relK —— 可靠系数，一般取 ~ ； reK —— 返回系数，一般取 ~。 AAIKKI Lrer e lOP a x.  保护的灵敏度为： opksen IIK min. 式中： —— 最小运行方式下，在灵敏度校验点发生两相短路时流过保护装置的电流。 最小短路电流应根据变压器连接组别保护的接线方式确定。 在被保护变压器受电侧母线上短路时，要求 ~ 2senK  ；并且要求在后备保护范围末端发生短路时需要满足要求 senK。 i n.  AkAIIK opks e n ，满足要求。 图 34 变压器电流速断保护单相原理接线图 21 第四章 母线继电保护 母线故障 母线在电力系统具 有十分重要的地位，在电力系统中具有无可替代的作用。 依据实际的运行经验，母线的故障主要是各种相间的短路故障和单相接地故障。 如果母线出现故障，会导致母线上连接的设备停电，造成大片区域停电，甚至可能破坏电力系统的稳定，造成巨大的事故和经济损失。 母线的故障的原因有断路器套管及母线绝缘子闪络、误碰和误操作、母线电压互感器故障等原因会造成母线的故障。 母线保护方式 母线保护的主要方式有两种，如下所示： 正常情况下，母线不会出现故障。 如果需要母线保护，需要把母线所接设备 的保护的二次回路汇集起来，这样会导致结构复杂，而且可能会出现所接支路的元器件或者回路的异常，或者人为的误操作，而使母线保护动作，导致母线所接设备停电，造成严重后果。 故对于母线电压在 35kV及以下者，对于保护的要求不是很高时，可以通过母线所接设备的保护装置以一定的延时切除母线上的故障。 如图 41（ a）所示在母线上发生异常情况下，可以利用发电机的保护装置使发电机侧的断路器断开把母线故障切除；图 41（ b）在母线上 k1点出现故障时，可以利用变压器的过电流保护保护装置消除母线故障；在图 41（ c）中，在母线的 k2 点出现故障时，通过电源线路保护装置切除故障。 22 （ a） （ b） 23 （ c） 图 41 利用供电元件保护装置切除母线故障 （ a）利用发电机过电流保护；（ b）利用变压器过电流保护；（ c）利用供电电源线路的第Ⅱ、Ⅲ段保护 如果母线在其它设备保护范围内，就可以不为母线配置专门的保护装置。 这种情况下，如果母线出现故障，可以有其它设备的保护装置来切除母线上的故障。 这种情况下，不需要添加新的保护装置，简化了保护回路，节省了成本，但是存在的问题是，保护动作的时间较长，在遇到母线接线十分复杂的情况 下，选择那一个母线动作，存在困难。 所以在母线接线比较复杂的情况下，需要配置专用的保护装置。 母线差动保护 差动保护的特点是能够十分明确的区分内、外故障，并且选择准确率高，保护动作快，故在发电机保护、变压器保护和输电线路的保护中得到了广泛的使用。 在母线差动保护中，需要考虑母线上所接的各种电气设备，如果所接的设备很多，对保护的设计构成影响时，为了实现保护，可以从以下三点考虑： 24 （ 1）母线作为各个连接设备的公共电气连接点，故所连接设备的电流符合基尔霍夫电流定律。 这就是说，母线无故障或母线之外出现异常 时，流入母线的电流与流出的电流存在相等的关系。 （ 2）在母线故障的情形下电流的流向是所连接的设备的短路电流流向故障点，没有连接电源的设备除外。 （ 3）一般规定在正方向的方向上，流入母线的电流和流出母线的电流在正常情况下应该具有相反的相位，因此，一般情况下，如果母线无故障或者母线之外发生故障时，母线所连接的设备中至少有一个设备中电流与其它所连接的设备的电流方向相反，可是在母线发生故障的时候，母线上所连接的设备的电流方向一致，除无电流流过的设备。 母线不完全电流差动保护的构成原理 母线保护所用的电 流互感器的装设位置是在有电源连接的设备上，如发电机、变压器、分段断路器和联络断路器。 电流互感器应选用统一的型号和变比，二次绕组的连接方法是环流法。 正常运行时，发电机提供电流送往系统及各负荷，故有 I = I + ⅢI + ⅣI +ⅤI 流入差动继电器中的电流为 mI =TAⅤⅣTAⅢⅡ nn  IIIII I 25 图 42 母线不完全电流差动保护的单相原理接线图 采用两段式结构：第Ⅰ段是差动电流速断保护，第Ⅱ段是差动过电流保护。 差动电流速断保护反应被保护母线上的短路及母线供电的引出线电抗器之前发生的 短路，保护装置能够瞬间跳开母线上各个连接元件的断路器。 第Ⅱ段是差动过电流保护，其作用一方面是作第Ⅰ段速断保护的后备，另一方面也作为各引出线保护的后备。 母线不完全电流差动保护的整定计算 母线差动保护通常采用 BCH 型差动继电器，故整定计算应按下列条件进行，并取最大值作为整定值。 （ 1）整定计算时需要避过发生外部故障时的最大不平衡电流（系统中各个互感器误差均按 10%计 算），即： TAkr e lunbr e lac t nIKIKI / m a xm a x   式中 relK —— 可靠系数，取 ~ ； 26 maxunbI —— 母线外部所接各个设备发生故障时可能出现的最大不平衡电流； maxKI —— 母线外部故障时，通过发生故障元件的最大短路电流（周期分量）； TAn —— TA 变比。 由第 3 章短路计算得 知 AI K  ；电流互感 器变比 TAn 选取605/300  ，可靠系数 relK 取 ，则 TAkr e lunbr e lac t nIKIKI / m a xm a x   AkA 1 7 *4.*  （ 2）整定需要依据 TA 二次回路断线时流过的最大负荷支路的负荷电流，即： TAlo are la c t nIK。